DTS Fibre dts fibre optique-INNO

Discussion sur la fibre distribuée DTS Fiber

1、 Principe du système de détection de température à fibre optique distribuée DTS

Les principes de base des systèmes distribués de détection de température à fibre optique (ETD) sont basés sur la réflectométrie optique dans le domaine temporel (OTDR) principe des fibres optiques et effet de diffusion Raman des fibres optiques.

Quand les impulsions laser interagissent avec les molécules de fibres, divers phénomènes de diffusion se produisent, comme la diffusion Rayleigh, Diffusion Brillouin, et diffusion Raman. Théoriquement, les trois types de diffusion auraient pu être utilisés comme signaux de référence pour la mesure de la température. Cependant, des recherches à long terme ont montré que l'intensité de la diffusion Rayleigh est extrêmement instable par rapport à la sensibilité à la perte des fibres optiques. Si la lumière diffusée Rayleigh est utilisée pendant une longue période comme signal de référence pour les systèmes de mesure de la température, it will cause uncertainty in the loss characteristics of optical fibers, leading to decreased system stability and even eventual inability to operate. Donc, the system selects Raman scattering that is sensitive to temperature changes as the reference signal.

Raman scattering is generated by the thermal vibration of fiber molecules, which produces a Stokes light longer than the wavelength of the light source and an Anti Stokes light shorter than the wavelength of the light source. The modulation of optical fiber by external temperature will cause changes in the anti Stokes intensity in the fiber. The ratio of anti Stokes to Stokes can provide an absolute indication of temperature. Combined with high-quality pulse light sources and high-speed signal acquisition and processing technology, des valeurs de température précises peuvent être obtenues à tous les points le long de la fibre.

Le système DTS comprend un laser pulsé qui envoie environ 1 million d'impulsions (équivalent à 10ns de temps) au câble à fibre optique. Lorsque l'impulsion se propage le long de la fibre optique et interagit avec le verre, une petite quantité de l'impulsion laser d'origine est réfléchie vers le système de détection DTS en raison de petits défauts dans le verre. En analysant la lumière réfléchie, DTS peut calculer la température de l'événement (basé sur la puissance de la lumière réfléchie) et le lieu de l'événement (basé sur la mesure du temps nécessaire au retour de la lumière rétrodiffusée).

Cette technologie présente certaines caractéristiques, comme la surveillance en temps réel. Le système peut surveiller la température de la zone testée en temps réel pendant 7 × 24 heures, détecter et localiser les anomalies de température en temps opportun, et fournir une alerte précoce; Sa capacité de mesure continue et distribuée permet de réaliser une surveillance simultanée de plusieurs points et événements sans s'influencer mutuellement., et la pièce avant la rupture de la fibre peut toujours fonctionner normalement, avec une forte résistance à la destruction; De plus, il a une ultra-haute précision et une haute sensibilité. Les paramètres du système peuvent être configurés en fonction de l'environnement, et les câbles optiques de communication standard peuvent être directement utilisés. La zone de surveillance est divisée en fonction des exigences du site; La réponse est très rapide, avec un cycle de numérisation aussi faible que 1 deuxième. Dans l'ensemble, DTS utilise l'effet de diffusion Raman de la lumière dans les fibres optiques et les caractéristiques de propagation de la lumière pour obtenir une mesure efficace de la répartition de la température le long de la fibre..

2、 Types de fibres distribuées par fibre DTS

Classer selon les différentes fibres optiques utilisées
Capteur à fibre optique multimode: Les câbles à fibres optiques pouvant transmettre plusieurs modes de transmission sont appelés fibres multimodes.. Dans les capteurs à fibre optique multimode, le capteur à fibre optique de type transmission utilise des fibres optiques multimodes pour transmettre des signaux optiques et les mesure en fonction de différentes intensités de réception de lumière. Ce type de capteur est couramment utilisé pour la détection industrielle, comme la détection du niveau de liquide, pression, déformation, température, débit, actuel, champ magnétique, etc.. Il présente les avantages d'une performance stable et fiable, structure simple, et à faible coût, mais sa sensibilité est relativement faible. La bande passante de transmission de la fibre multimode peut atteindre 30 mégahertz à plusieurs centaines de mégahertz, ce qui le rend adapté à la détection et à la mesure sur des distances plus courtes (jusqu'à 40km). Par exemple, dans certains scénarios de détection et de surveillance de la température et des quantités physiques où les exigences de distance ne sont pas particulièrement longues et où les coûts doivent être contrôlés, Des capteurs à fibre distribuée de type fibre multimode seront utilisés.
Capteur à fibre optique monomode: Un type de fibre optique avec un cœur et une gaine très fins (avec une petite différence d'indice de réfraction entre le noyau et la gaine) qui ne peut transmettre qu'un seul mode de transmission, appelée fibre monomode. Ce capteur à fibre optique monomode peut être construit à l'aide de fibres optiques monomodes pour former des interféromètres. Des facteurs externes peuvent provoquer des modifications du chemin optique dans la fibre optique, entraînant des variations des franges d'interférence, qui peut être utilisé pour mesurer diverses grandeurs physiques. La transmission par fibre optique monomode a une bande passante allant jusqu'à 10 gigahertz, adapté aux longues distances (40-100kilomètres) mesures. Dans les scénarios qui nécessitent une longue distance fibre optique distribuée détection, tels que la surveillance de la température et de la contrainte des oléoducs et des gazoducs, les capteurs à fibre optique monomode peuvent jouer un rôle en transmettant de manière stable des signaux optiques sur de longues distances pour réaliser des fonctions de détection.
Classé par fonction de détection
Thermométrie Raman (ETD): Ce type est basé sur l'effet de diffusion Raman pour mesurer la température. Il s'agit d'un système de mesure de température autonome qui mesure la répartition de la température le long de la fibre en utilisant la relation dépendante de la température entre le rapport d'intensité Stokes et anti-Stokes généré par la diffusion Raman dans la fibre.. Son prix est relativement moins cher que le type Brillouin, généralement en dizaines de milliers de yuans. Le DTS de type Raman est largement utilisé dans de nombreux scénarios nécessitant une surveillance de la température., tels que les systèmes de surveillance de la température et d'alerte dans les bâtiments, équipement industriel, tranchées pour câbles d'alimentation, etc.. En répartissant des capteurs dans ces lieux, les changements de température en temps réel peuvent être surveillés pour éviter les risques de sécurité causés par des températures anormales. Par exemple, dans les tranchées de câbles électriques, les augmentations de température causées par une surcharge ou des défauts locaux peuvent être détectées à temps pour éviter des accidents tels que des incendies de câbles.
Type Brillouin (comme BOTDR): Ce type de capteur à fibre optique distribué peut mesurer simultanément la température et la contrainte, basé sur l'effet de diffusion Brillouin. Deux fibres optiques sont nécessaires sur place, un pour la mesure de la température et un pour la mesure des contraintes, mais le coût est très élevé, avec des prix atteignant des millions. Bien que les capteurs à fibre optique distribués de type Brillouin soient coûteux, ils ont des applications importantes dans certains scénarios spéciaux d'ingénierie et de recherche scientifique qui nécessitent une mesure simultanée de la température et des contraintes.. Par exemple, dans le suivi de la santé structurelle des grands ponts, Des capteurs à fibre optique distribués de type Brillouin peuvent être utilisés pour obtenir la répartition de la température et la répartition des contraintes du pont dans différentes conditions de travail., ce qui est d'une grande importance pour l'évaluation de la sécurité et la prévision de la durée de vie du pont. Cependant, en raison de leur coût élevé, ils sont rarement utilisés dans des scénarios civils ordinaires.

3、 Application de fibre distribuée par fibre DTS

Champ d'alarme incendie
Dans les systèmes d'alarme incendie dans les grands espaces tels que les métros, tunnels routiers, entrepôts, etc., les systèmes distribués de mesure de la température à fibre optique jouent un bon rôle dans la surveillance de la température et la surveillance des incendies. Dans les tunnels routiers, le câble à fibre optique de détection est installé en position médiane supérieure du tunnel. S'il s'agit d'un tunnel fermé, le câble à fibre optique peut également être placé sur le côté ou en position médiane supérieure du tunnel (et à 1 m du mur) pour une surveillance facile. Le câble optique de détection doit être fixé à intervalles réguliers. L'hôte fibre optique est placé dans une salle de surveillance avec de bonnes conditions environnementales, et son écran peut montrer l'interface principale du système de surveillance. The working mode can be selected according to the usage requirements, and it can be used for real-time temperature monitoring, real-time monitoring of spatial temperature field distribution, alarm and other operations. And the fiber optic host can be connected to the fire alarm controller, setting partition parameters according to the actual spatial distribution, such as alarm temperature, partition range, etc.. The number of partitions can reach hundreds, and each partition can independently sound an alarm.
Pour certains endroits spéciaux où sont stockés des matériaux inflammables ou des risques d'incendie élevés, tels que les réservoirs de stockage de pétrole brut, lors de l'installation de dispositifs de détection automatique d'incendie sur les réservoirs de pétrole, des capteurs de température à fibre optique distribués peuvent être installés sur la bague d'étanchéité secondaire du flotteur du réservoir d'huile. Les capteurs de température distribués à fibre optique peuvent ici être considérés comme des détecteurs d'incendie à température distribuée continue., qui peut mesurer la température à tout moment le long du câble à fibre optique sans angles morts. Ils peuvent réagir rapidement aux changements de température, avertir en temps opportun des risques d'incendie, assurer la sécurité des réservoirs de pétrole, et prévenir les conséquences graves telles que les explosions de pétrole et de gaz causées par des augmentations anormales de température.
Surveillance des installations électriques
For temperature monitoring of power devices such as high-voltage transmission and distribution cables, câbles d'alimentation, tranchées de câbles, and power equipment, la répartition de la température et la tendance des changements de température des câbles haute tension couverts par les câbles optiques de détection peuvent être surveillées en temps réel en posant des câbles optiques de détection sur les câbles haute tension à tester. Les câbles haute tension peuvent également être divisés en plusieurs zones et surveillés séparément selon les besoins, avec fonctions segmentées telles que l'avertissement de température, température d'alarme, taux de chauffage, et alarme de différence de température. Le système distribué de surveillance et d'alarme à fibre optique constitue un moyen efficace de surveillance de la température., alarme, analyse, et gestion des câbles haute tension et autres appareils électriques, ce qui permet de détecter en temps opportun les défauts tels que la surchauffe des câbles et d'assurer la stabilité et la sécurité de l'alimentation électrique. Grâce à l'utilisation de la fibre optique comme support, il n'est pas affecté par les interférences électromagnétiques comme certains capteurs électriques traditionnels, et la détection de distribution linéaire peut couvrir entièrement le câble sans aucune surveillance des zones vierges.
Il est également appliqué à la surveillance de la température des équipements électriques tels que les appareillages de commutation et les transformateurs.. Il peut réaliser une mesure distribuée de la température de ces appareils, saisir en temps opportun la situation de température pendant le fonctionnement de l'appareil, éviter les dommages à l'équipement causés par des températures élevées, et améliorer la fiabilité et la sécurité du fonctionnement des équipements électriques. Dans les sous-stations ou les salles de distribution, des capteurs de température à fibre optique distribués peuvent être disposés le long des éléments clés de l'appareillage de commutation et des transformateurs, comme autour des enroulements des transformateurs, qui peut capturer avec sensibilité de petits changements de température dans l'équipement et aider les travailleurs de l'électricité à prendre des mesures de maintenance à l'avance.
Surveillance des réservoirs de stockage de pétrole et de gaz
L’augmentation de la température des réservoirs de stockage de pétrole et de gaz peut entraîner une augmentation de la pression à l’intérieur des réservoirs, ce qui peut entraîner de graves conséquences. En utilisant des capteurs de température à fibre optique distribués et en posant des câbles de détection sur la surface extérieure et au sommet des réservoirs de stockage de pétrole et de gaz., la répartition de la température et la tendance de l'ensemble du réservoir peuvent être surveillées. Lorsque la condition d’alarme est atteinte, le système émet un signal d'alarme. Cette méthode de surveillance présente de nombreux avantages, comme la surveillance en temps réel de l'ensemble du réservoir de pétrole et de gaz pour fournir une analyse complète de la température; Réglage flexible de l'alarme de température constante, alarme de température différentielle, et alarme de taux de température; Le câble de détection n'est pas électrifié, résistant à la corrosion, et peut travailler en toute sécurité dans des environnements dangereux; Facile à installer, un câble optique peut mesurer simultanément des dizaines de réservoirs de pétrole et de gaz; Grâce à une installation appropriée, il est également possible de mesurer s'il y a des fuites dans les réservoirs de pétrole et de gaz. Le système DTS présente les caractéristiques d'une forte adaptabilité environnementale et d'une stabilité élevée à long terme, ce qui le rend adapté à la surveillance à long terme de la température des réservoirs de stockage de pétrole et de gaz.
Surveillance des pipelines
En termes de surveillance des pipelines, qu'il s'agisse de pipelines de transport de liquides ou de gaz, en particulier dans les parties importantes des pipelines du transport souterrain dans l'industrie énergétique, distribué capteur de température à fibre optique la technologie peut être utilisée pour la surveillance des pipelines, détection de fuite, et mesure des données pendant le transport par pipeline, y compris la détection des pipelines et des fuites, localisation des fuites, et fourniture d'équipements auxiliaires pour les pipelines existants. Par exemple, dans les pipelines de transport de pétrole et de gaz, en posant des fibres optiques le long du pipeline, il est possible de surveiller les changements de température de l'environnement ou du pipeline lui-même en temps réel. S'il y a une fuite ou d'autres situations, la température autour du point de fuite peut changer. Le système DTS peut détecter cette anomalie de température et localiser avec précision l'emplacement de la fuite, ce qui est d'une grande importance pour prévenir les pertes économiques (telles que les pertes matérielles causées par des fuites de pétrole et de gaz) et la pollution de l'environnement.
Applications liées aux structures de bâtiments de conservation de l'eau
Dans l'inspection et la mesure de l'état de sécurité des structures de conservation de l'eau telles que les barrages, Les capteurs de température distribués à fibre optique peuvent non seulement mesurer le champ de répartition de la température des barrages et autres bâtiments., mais jouent également un rôle dans la mesure de la température lors du coulage du béton. Ils peuvent également détecter les fuites des barrages et localiser les points de fuite.. La technologie distribuée de mesure de déformation par fibre optique permet également d'effectuer des mesures statiques et dynamiques de déformation des structures hydrauliques des bâtiments.. Dans les réservoirs, surveillance de la température, surveillance de barrage en béton, détection et positionnement des fuites, positionnement du chemin de fuite d'eau, mesure du processus d'affaissement, mesure de déformation, des recherches sur les couches rocheuses et d'autres travaux peuvent être effectués; En termes de barrages et de remblais, surveillance de la température, surveillance de barrages et de remblai, détection et positionnement des fuites, positionnement des chemins de fuite des eaux souterraines, détection de fuites de corps d'étanchéité et de joints, et d'autres travaux de surveillance peuvent être effectués, fournir des méthodes complètes de surveillance des données pour garantir la sécurité des bâtiments de conservation de l'eau.

4、 InnoTech est la meilleure entreprise dans le domaine DTS

Fuzhou Yingnuo Electronic Technology Co., Ltée. est une entreprise de haute technologie engagée dans la recherche et le développement scientifique, production, ventes, et service. L'entreprise dispose d'une gamme de produits et de réalisations en DTS.

Recherche technique et caractéristiques des produits
La technologie des produits du système distribué de mesure de température à fibre optique de Yingnuo Technology est basée sur les principes de base du DTS, comme l'utilisation de l'effet de diffusion Raman spontanée par fibre optique pour obtenir une mesure de température et une réflexion optique dans le domaine temporel pour la fonction de positionnement spatial. Ses produits, tel que l'hôte de mesure IF-DTS, peut utiliser des impulsions laser à semi-conducteur à impulsions étroites à grande vitesse couplées à la fibre de détection, et filtre supplémentaire, détecter, et collecter des données à grande vitesse grâce au faible signal de rétrodiffusion de la fibre pour obtenir des signaux anti-Stokes sensibles à la température et des signaux Stokes insensibles à la température., obtenant ainsi des informations précises sur la température distribuées le long de la fibre. Et combiné avec des algorithmes avancés de jugement d'alarme incendie intelligent, réaliser une surveillance en ligne en temps réel de l'ensemble du processus de détection par fibre optique.

Le produit possède des fonctionnalités exceptionnelles, comme une plage de mesure de -30.0 ℃~240,0 ℃, fonction de mesure distribuée en temps réel, qui peut couvrir la zone de détection et localiser avec précision l'emplacement de l'incendie; Longue distance de mesure et informations de mesure riches; Haute précision de mesure et vitesse de réponse rapide; Haute fiabilité et faible taux de fausses alarmes; La méthode d'alarme est flexible et peut réaliser une alarme de température différentielle à plusieurs niveaux, garantir une alarme fiable dès le début d’un incendie. De plus, le câble optique de détection sert à la fois de support de transmission de signal et d'élément de détection de température, avec des avantages tels qu'une installation facile, longue durée de vie, et de faibles coûts de maintenance dans les étapes ultérieures.

Les produits de Yingnuo Technology ont un large éventail d'applications, comme les tunnels, métros, électricité, produits pétrochimiques, barrages, puits de pétrole, et d'autres domaines. Comparé à d'autres méthodes traditionnelles de surveillance des incendies dans les tunnels, les avantages d'une haute précision et d'un positionnement précis grâce à la mesure distribuée de la température par fibre optique peuvent détecter plus rapidement les risques d'incendie. La surveillance en temps réel de diverses températures d'équipement clés peut être réalisée dans le cadre de la surveillance des équipements électriques., réduire les risques liés au fonctionnement des équipements. De plus, le produit présente un certain avantage en termes de coût et peut fournir des produits et services à des prix relativement raisonnables sur le marché (comme le système distribué de mesure de température à fibre optique IF-DTS avec différentes options de prix), ce qui est très attractif pour les projets d’envergure nécessitant le déploiement d’un grand nombre de capteurs.